Optimisation des profils lipidiques du cerveau de rats déficients en oméga-3 au sevrage par l'utilisation de matière grasse laitière : conséquences au niveau du lipidome, Optimization of lipid profiles in the brain of rats deficient in omega-3 at weaning by the use of dairy-fat : consequence at the lipidomics level

Qin Du

Description

Sous la direction de Jean-Charles Martin, Bernadette Delplanque
Thèse soutenue le 17 décembre 2010: Aix Marseille 2
L‟acide docosahexaénoïque (DHA) s‟accumule principalement dans les membranes cérébrales humaines durant la période périnatale et les 2 premières années de la vie. Optimiser l‟incorporation des acides gras polyinsaturés à longue chaîne (AGPI-LC) n-3 dans le système nerveux central, notamment le DHA, constitue l‟un des objectifs majeurs de la nutrition néonatale et infantile. Ce projet étudie l‟effet de régimes à base de matière grasse laitière anhydre (MGLA) afin d‟améliorer la bioconversion des AGPI n-3 et l‟incorporation du DHA dans le cerveau. L‟autre objectif, au-delà des effets sur les acides gras, est d‟évaluer si l‟impact des apports destinés au jeune n‟exercent pas un effet plus large tels qu‟appréciés au niveau du lipidome du cerveau.Nous avons mis au point un modèle d‟expérimentation animale permettant d‟étudier les effets de mélanges de MGLA et d‟huiles végétales. Des mères sont nourries avec un régime déficient en acide α-linoléique (ALA) (0,4% des acides gras totaux (AGT)) pendant 6 semaines avant accouplement et pendant toute la gestation et la lactation. Après sevrage, quatre-vingts petits rats mâles et femelles ainsi carencés en AGPI n-3 sont séparés en 4 groupes et reçoivent des régimes à 10% de lipides pendant 6 semaines, soit à base d‟huile de palme mélangée avec des huiles vegétales pour un apport à 1,5%ALA (P1), ou 1,5% ALA supplementé avec 0,12%DHA et 0,4% acide arachidonique (ARA) (P2); soit à base de MGLA et d‟huiles végétales apportant 1,5%ALA (B1) ou 2,3%ALA (B2). Les acides gras cérébraux, plasmatiques et érythrocytaires ainsi que le profil lipidomique cérébral sont mesurés, et les résultats sont analysés en statistiques multivariées. Le régime B1 est supérieur aux deux régimes à base d‟huile de palme à 1,5 %ALA, pour restaurer la quantité de DHA du cerveau (augmentation de 14.38%, P < 0.05) ; le régime (B2) présente un bénéfice supplémentaire sur ce paramètre. Les concentrations cérébrales en DHA chez les rats mâles sont significativement plus faibles que chez les femelles en raison des interactions de l‟effet sexe sur l‟effet régime, mais cet effet s‟atténue avec les régimes MGLA ou l‟ajout de DHA préformés dans le régime palme (P2).Nous avons calculé un nouvel indice à l‟aide des profils en acides gras des globules rouges et du plasma pour prédire le contenu en DHA cérébral, et dont la performance est meilleure que celle des indices existants. Pour la première fois, nous avons pu mettre en évidence un effet majeur et inconnu jusqu‟alors, des régimes sur le lipidome du cerveau (analyse des espèces moléculaires de lipides), affectant près de 15% des espèces analysées. Ces changements semblent être liés, entre autres, au métabolisme du cholestérol, des acides gras et des messagers lipidiques.En conclusion, nos données sont susceptibles d„améliorer les formules infantiles. La première utilisation de l‟approche de lipidomique sans a priori que nous avons mise en oeuvre ouvre des perspectives nouvelles en nutrition infantile.
-Matière grasse laitière
-Huile de palme
-Ala
-Cerveau
-Dha
-Bioconversion des AGPI
-Lipidomique
-Rat néonate
The accretion of docosahexaenoic acid (DHA) in brain membranes mainly occurs around delivery and during the first two years of life. One of the main goals of neonatal nutrition is to optimize the incorporation of n-3 long chain polyinsaturate fatty acids (LC-PUFA) into the central nervous system, including DHA. Our goal was to study the impact of several kinds of diets based on dairy-fat to improve the n-3 LC-PUFA bioconversion and DHA accretion into brain. The other endpoint was to assess if beyond the brain fatty acid profiles, the dietary intakes would bring about a wider effect such as the one that can be appreciated through a lipidomic approach.We compared the nutritional effect of dairy-fat based diets to that of palm-oil based diets in the rat reproductive model. Mother rats were made deficient in α-linoleic acid (ALA) (0.4% of fatty acids (FA) for 6 weeks prior to mating and throughout gestation and lactation. After weaning, the resulting deficient 40 rat pups of either gender were split into 4 groups and received 10% fat diets made with either 1.5%ALA palm oil blend (P1), same added with 0.12% DHA and 0.4% arachidonic acid (ARA) (P2) , 1.5% ALA dairy-fat blend (B1) or 2.5% ALA dairy-fat blend (B2). The brain, red blood cell (RBC) and plasma fatty acid profiles were analyzed and treated using multivariate statistics. B1 was superior to both palm-oil based diets to improve the brain DHA contents (14.4% increase, P < 0.05). B2 brought an additional benefit for this parameter. The brain DHA contents in males were significantly lower than for the female because of a diet x gender interaction. This effect was smoothed with the dairy-fat diets or the palm-oil based diet augmented with preformed DHA.We calculated a new fatty acid index to predict the brain DHA contents, based on the fatty acid profiles measured in RBC and plasma, and which demonstrated a better performance than the existing published index. For the first time, we showed a profound and yet unsuspected effect of diets until now on the brain lipidome (lipids molecular species), affecting about 15% of the features detected. These changes were ascribed to the cholesterol and fatty acid metabolism, and to the lipid messengers, among others.In conclusion, our data appear highly relevant to improve infant formulas. The first use of the lipidomic approach in neonatal nutrition open the paths of new researches in the area of infant nutrition
-Dairy fat
-Palm oil
-Α-linolenic acid
-Brain
-Docosahexaenoic acid
-Rat neonates
Source: http://www.theses.fr/2010AIX20717/document

Sujets

• Huile de palme
• Ala
• Cerveau
• DHA
• Brain

Informations

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• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

Ecole doctorale des Sciences de la Vie et de la Santé
Université de la Méditerranée Aix-Marseille II
Faculté de Médecine de Marseille
UMR INRA 1260
« Nutriments Lipidiques et Prévention des maladies Cardiovasculaires »


Thèse présentée le 17 décembre 2010 par

Qin DU

Pour obtenir le garde de Docteur de l’Université de la Méditerranée
Option : Nutrition et Sécurité Alimentaire

OPTIMISATION DES PROFILS LIPIDIQUES DU CERVEAU
DE RATS DEFICIENTS EN OMEGA-3 AU SEVRAGE PAR
L’UTILISATION DE MATIERE GRASSE LAITIERE
-CONSEQUENCES AU NIVEAU DU LIPIDOME-
JURY:
Président Mr Pierre CARAYON
Rapporteur Mr Philippe GUESNET
Rapporteur Mme Blandine COMTE
Co-directrice de Thèse Mme Bernadette DELPLANQUE
Co-directeur de Thèse Mr Jean-Charles MARTIN
Examinateur Mr Florent JOFFRE
Examinateur Mme Pascale LE RUYET
Examinateur Mme Marie-Josèphe AMIOT-CARLIN


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Remerciements

Ce travail de thèse a été conduit au sein de l’unité de recherche INRA 1260 « Nutriments
Lipidiques et Prévention des Maladies Métaboliques » à l’université Aix-Marseille 1 et 2 avec
le financement de l’Assistance Publique hôpitaux de Marseille. La partie présentée de
l’expérimentation animale dans ce manuscrit a réalisée dans l’UMR 8195 CNPS « Centre de
Neurosciences Paris-Sud », NMPA « Neuroendocrinologie Moléculaire de la Prise
Alimentaire » à l’université Paris sud.

Je tiens tout d’abord à remercier Monsieur Philippe Guesnet et Mme Blandine Comte
de m’avoir fait l’honneur d’être les rapporteurs de cette thèse et d’y avoir consacré un temps
précieux.
Je remercie sincèrement Monsieur Pierre Carayon, mon directeur de stage clinique, qui
m’a permis de consacrer assez de temps aux recherches de cette thèse et qui a eu gentillesse
d’avoir accepté de présider ce jury de thèse.
Je souhaite également remercier Monsieur Florent Joffre pour sa participation à mon
jury de thèse.
Je remercie sincèrement Mme Pascale Le Ruyet, pour sa participation à mon jury de
thèse. Vous m’avez aussi permis de présenter mes résultats dans des congrès internationaux.
Je remercie également Madame Marie-Josèphe Amiot-Carlin de m’avoir accueillie au
sein de son laboratoire, et bien vouloir être examinateur de mon projet de thèse.

Je tiens à remercier,

Monsieur Jean-Charles Martin, mon directeur de thèse, qui m’a fait découvrir le monde de la
recherche en lipides. Merci de m’avoir proposé ce sujet de thèse, de m’avoir encadrée et
soutenue durant ces trois années et d² m’avoir inculqué la rigueur scientifique. Vous m’avez
appris à connaitre la lipidomique et la statistique multivariée. Et merci aussi pour votre bonne
humeur dans le bureau, cela m’a appris le vrai français et le vrai sens humoristique français.

Madame Bernadette Delplanque, ma co-directrice de thèse, de m’avoir acceptée en thèse et de
m’avoir encadrée et soutenue durant ces 2 années. Vous m’avez appris à être patiente devant
mes résultats. Et merci aussi de m’avoir appris la biochimie des acides gras patiemment par
mail ou par téléphone, et malgré la distance, de m’avoir aussi appris le français.

Monsieur Richard Planells et Mme Marguerite Gastaldi, d’avoir accepté le sujet de l’obésité
infantile et de m’avoir accueillie au sein du laboratoire, bien que le projet ait été reporté. Et
merci aussi de votre participation à mon comité de thèse, et de m’avoir donnée de conseils,
èmeainsi que pour leur soutien au moment de la rédaction du rapport en fin de 2 année.

Monsieur Denis Lairon, pour l’accueil qu’il m’a réservé au sein du laboratoire, ainsi que ses
encouragements.

Madame Nicole Pagès, pour sa participation dans le suivi du protocole animal et son
implication dans les corrections de cette thèse.

Monsieur Victor Pirisi, pour son soutien technique en CPG et pour la méthylation des acides
gras.

3
Madame Nathalie Bazet, Monsieur Romain Bott, Monsieur Claude Villard, pour leurs
soutiens techniques de LC-MS, et pour m’avoir montré et appris les difficultés de cette
technique.

Madame Christiane Malezet, pour m’avoir montré et appris la technique de la PCR en temps
réel.

Madame Catherine Defoort, Madame Martine Armand, Béatrice et Cyrielle, qui ont toujours
répondu à toutes mes petites questions en CPG avec le sourire, et leurs précieux conseils en
CPG et à Catherine pour son aide sur le SIMCA.

Madame Geneviève Agnani, Monsieur Daniel Gripois, Madame Sandra Van der Gheest, pour
leur participation dans le suivi du protocole animal.

J’adresse mes remerciements à tous les membres de l’UMR de m’avoir permis d’évoluer dans
un laboratoire chaleureux et merci à tous ceux qui m’ont soutenue et aidée à un moment ou à
un autre, au cours de ces 3 années.

Je remercie l’ensemble du personnel du service de Biochimie et Biologie moléculaire de
l’Hôpital de la Timone de m’avoir permis de bien organiser le travail clinique et le travail de
thèse au cours de ces années. En particulier, je tiens à remercier Mme Dominique Marido, la
secrétaire du test à la sueur, pour ses aides, sa gentillesse, et ses encouragements permanents.

Je remercie tous les thésards présents et passés :
Amélie, Clémentine, Olfa, Cyrielle, Béatrice, Marco, Alessandra, Stéphanie pour tous les thés,
repas, discussions, manips, rires, invitations de soirées....partagés !
Aussi tous les autres : Marie-Hélène, Matthieu, Florent, Nicole, Emmanuelle, Marion, Alain,
Marie, Maya, Myriam Mimoun, Myriam Moussa, Ahd, Erwan, Frank, Gaëlle, Julie, Ziad,
Eveline, Patrick, Fabien..........

Enfin, un grand Merci :

A mon mari Min, de m’avoir attendue patiemment pendant 3 ans, tu me soutiens, me
supportes et m’aides dans cette vie de thésarde, vie loin de la famille........

A mes parents qui m’ont permis de faire autant d’années d’étude, et dans les
meilleures conditions possibles, et qui m’ont supportée et encouragée au cours de ces longues
années, notamments ces 5 années en France.




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Liste des publications


Articles

1. Du Q, Martin JC, Agnani G, Pages N, Le Ruyet P, Gripois D, Carayon P, Delplanque B.
Dairy fat blends enriched in α-linolenic acid are more efficient than n-3 fatty acid-
enriched palm oil blends for increasing DHA levels in the brain of neonate rats.
Submitted to J.N.B
2. Pages N, Maurois P, Vamecq J, Bac P, Martin JC, Du Q, Rapoport S, Delplanque B.
Neuroprotective effect of dietary rapeseed oil (rich in omega3) on epileptic magnesium-
deficient mice. In preparation to for submission.

Communications scientifiques

1. Du Q, Delplanque B, Agnani G, Planells R, Carayon P, Le Ruyet P, Martin JC.
Identification of a lipidomic signature sensitive to palm or butter-fat based diets in the
brain of omega3 deficient young rats. 5ème Congrès International Goût Nutrition Santé,
Dijon, mars 2010.

2. Du Q, Delplanque B, Agnani G, Planells R, Carayon P, Le Ruyet P, Martin JC.
Identification of a lipidomic signature sensitive to palm or butter-fat based diets in the
brain of omega3 deficient young rats. 9th Congrès ISSFAL (International Society for the
Study of Fatty Acids and Lipids), Maastricht, Juin 2010.

3. Delplanque B, Du Q, Agnani G, Martin JC, Pages N, Saddi A, Van der Geest S, Gripois
D, Le Ruyet P. Post weaning restoration of brain DHA levels in deficient omega-3 rats is
better with butter diets independently of ALA levels. 9th Congrès ISSFAL (International
Society for the Study of Fatty Acids and Lipids), Maastricht, Juin 2010.

4. Delplanque B, Du Q, Agnani G, Martin JC, Pages N, Saddi A, Van der Geest S, Gripois
D, Le Ruyet P. Post weaning restoration of brain DHA levels in deficient omega-3 rats is
better with butter diets independently of ALA levels. 7th Congrès GERLI (Groupe
d’Etude et de Recherche en Lipidomique), Anglet, octobre 2010.

5. Delplanque B, Du Q, Saddi A, Martin JC, Pages N, Agnani G, Gripois D. Both ALA
intake and the dietary fat matrix during gestation and lactation in the rat have a long
lasting modulating effect on the brain DHA status in the offspring. 8th Congrès EFL
(Euro Fed Lipid), Munich, novembre 2010.

6. Delplanque B, Du Q, Saddi A, Martin JC, Pages N, Agnani G, Gripois D. Impact du
statut en omega-3 de la mère sur la teneur en DHA du cerveau de rats nouveau-nés,
sevrés et &